碳纤维和芳纶纤维的蚀刻改性及其复合材料界面结合性能研究进展

摘要：

纤维作为复合材料中的增强体,在实现应力传递、承担外部载荷等方面发挥了重要作用.通常纤维与树脂基体的结合性能极大地取决于纤维表面的微观形貌和化学性质,其界面结合的强度则决定了复合材料的综合性能和应用范围.为了最大提升纤维材料与树脂基体的界面结合能力,在应用前需对纤维材料进行有效的表面改性处理.其中,蚀刻法同时涉及了纤维表面的物理变化和化学变化,具有高效的表面改性能力,能显著地改变纤维表面的物理化学性质.综述了表面蚀刻这一改性思路分别在碳纤维和芳纶纤维中的实际应用,针对两种纤维各自的性质,提出了酸性溶液蚀刻、有机溶液蚀刻、电化学阳极氧化、等离子体处理、微波辐射、超声波蚀刻等常用蚀刻改性方法,对各方法的优缺点和应用进行了讨论.总结并对比了蚀刻介质、蚀刻工艺对纤维表面微观形貌、化学性质、力学性能以及复合材料界面结合性能等方面的影响.讨论了当前纤维材料与树脂基体界面结合的机理与界面表征方法的研究现状.此外,还对未来的发展方向和要求进行了展望,提出应该聚焦纤维表面腐蚀行为,优化传统改性方法,开发多种方法协同作用的改性新工艺.同时基于现有技术,发展更为先进的界面表征手段,进一步加深对纤维表面腐蚀行为与复合材料界面性能之间影响机制的理解.

关键词：碳纤维;芳纶纤维;表面蚀刻;界面结合

所属期刊栏目：50

分类号：TG174.2(金属学与热处理)

资助基金：四川省科技厅应用基础重大前沿项目;四川省科技厅重大研发项目;四川省科技厅重点研发项目

在线出版日期：2021-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共23页

页码：94-116